I tempi di fermo nei miscelatori di polveri non nascono solo da difetti tecnici. Spesso le cause reali sono anche cambi di prodotto lunghi, pulizie complesse, ricambi mancanti, quadri di guasto poco chiari o interventi di manutenzione preparati in modo insufficiente. Un concetto efficace unisce quindi una costruzione facile da manutenere, una manutenzione preventiva e orientata allo stato, una diagnosi rapida, un approvvigionamento strategico dei ricambi, una pulizia efficiente e personale di conduzione e manutenzione qualificato.

La base è costituita da un'analisi di criticità. Non ogni componente deve essere monitorato o tenuto in scorta con la stessa intensità. Sono determinanti la probabilità di guasto, il tempo di consegna, la durata della riparazione, l'influenza sulla sicurezza sul lavoro, sulla qualità del prodotto e sulla capacità produttiva. Ne nasce un piano di manutenzione che distingue tra prevenzione basata su tempo o utilizzo, monitoraggio orientato allo stato e risoluzione regolata dei guasti.

La manutenzione preventiva è adatta ai componenti con usura prevedibile. Ispezioni e sostituzioni avvengono in base alle ore di esercizio, al numero di lotti, ai cicli di temperatura, ai cicli di pulizia o alle condizioni di impiego concrete. Misure tipiche sono il controllo e la sostituzione tempestiva di guarnizioni, cuscinetti, utensili di miscelazione, filtri, sensori, giunti, componenti di azionamento e organi di scarico. Rientrano anche la verifica di riduttori, fissaggi, dispositivi di protezione, azionamenti pneumatici, celle di carico e dispositivi di sicurezza.

Un intervallo di manutenzione non dovrebbe essere ripreso solo da un manuale. Polveri abrasive, elevata umidità, mezzi di pulizia aggressivi, molti cambi di prodotto, cicli di vuoto frequenti o forti sollecitazioni termiche possono modificare sensibilmente gli intervalli necessari. Al contrario, intervalli di sostituzione troppo brevi causano costi di manutenzione superflui e fermi pianificati evitabili.

La manutenzione orientata allo stato integra gli intervalli fissi con i dati reali dell'impianto e del processo. È particolarmente utile per i componenti il cui guasto è difficile da prevedere o il cui difetto non pianificato porta a fermi prolungati. Possono essere monitorati, ad esempio, vibrazioni, temperatura, coppia, assorbimento di potenza, velocità di rotazione, stato di tenuta, andamento di pressione e vuoto, precisione di dosaggio, segnali di livello, storico degli allarmi e parametri di pulizia.

Una vibrazione crescente su supporti o azionamento può indicare precocemente problemi ai cuscinetti, squilibrio o errori di allineamento. Un assorbimento di corrente del motore in aumento o un andamento della coppia modificato possono rendere visibili adesioni di prodotto, difficoltà meccaniche di scorrimento, una qualità delle materie prime cambiata o problemi all'organo miscelante e allo scarico. Aumenti di temperatura su motore, riduttore, cuscinetti o sistemi di tenuta possono indicare attrito, lubrificazione insufficiente o un carico di processo insolito.

La manutenzione orientata allo stato riduce gli interventi non necessari su componenti ancora funzionanti e riduce contemporaneamente il rischio di un guasto improvviso. Il NIST descrive la manutenzione orientata allo stato e quella predittiva come approcci in cui gli stati osservati dell'impianto e i guasti previsti vengono utilizzati per pianificare le misure di manutenzione in modo mirato ed economico.

La manutenzione predittiva si basa sui dati della manutenzione orientata allo stato. Gli andamenti storici di vibrazioni, coppia, assorbimento di corrente, temperatura, allarmi ed eventi di manutenzione vengono analizzati per riconoscere variazioni graduali. Questo può riguardare l'usura degli utensili, l'invecchiamento delle guarnizioni, adesioni di prodotto crescenti, l'affaticamento dei cuscinetti o uno squilibrio in aumento.

Il vantaggio consiste nel collocare le finestre di manutenzione in modo mirato nei periodi con meno produzione e nel mettere a disposizione i ricambi prima del guasto effettivo. Per i componenti critici dell'impianto ciò può ridurre sensibilmente i fermi non pianificati. I sistemi predittivi sono tuttavia economicamente vantaggiosi solo se i dati di misura sono affidabili, è disponibile uno storico dei dati sufficiente e le conoscenze acquisite portano effettivamente a decisioni di manutenzione migliori. Per componenti semplici, economici e rapidamente sostituibili, un controllo visivo regolare o una manutenzione a intervalli resta spesso la soluzione migliore.

Una strategia di manutenzione basata sui dati può inviare continuamente i valori dei sensori a un'analisi centralizzata. Gli interventi di manutenzione vengono allora attivati non solo secondo intervalli calendariali fissi, ma anche in presenza di segnali riconoscibili di usura o affaticamento.

La durata di una riparazione, spesso indicata come Mean Time To Repair o MTTR, è influenzata in modo determinante dalla costruzione dell'impianto. I miscelatori facili da manutenere evitano punti di tenuta superflui, depositi di prodotto e gruppi costruttivi difficilmente accessibili. Ampie aperture di ispezione, punti di supporto ben raggiungibili, concetti definiti per la sostituzione delle guarnizioni, azionamenti standardizzati e percorsi di smontaggio chiari accorciano sia le manutenzioni pianificate sia le riparazioni non pianificate.

Nei miscelatori verticali è vantaggioso un albero di miscelazione supportato e azionato solo dall'alto, perché viene a mancare un passaggio d'albero inferiore con relativo supporto e guarnizione a contatto con il prodotto. Ciò riduce il numero di punti critici di usura e di perdita nella camera di miscelazione. Basse velocità di rotazione dell'utensile e un rimescolamento controllato del prodotto possono inoltre limitare l'usura di cuscinetti, riduttore e utensile.

Per le polveri abrasive sono opportuni utensili di miscelazione protetti dall'usura. A seconda del prodotto possono essere impiegati materiali induriti, saldature di protezione con carburi o rivestimenti ceramici applicati termicamente. La scelta deve essere sempre concordata con la pulibilità, il concetto igienico, la purezza del prodotto e la durata richiesta.

Ampie porte di ispezione e superfici a contatto con il prodotto completamente accessibili facilitano i controlli visivi, le ispezioni di pulizia e la sostituzione dei pezzi di usura. La costruzione OmgaSeal® viene descritta come una guarnizione di porta duratura, tecnicamente priva di spazi morti e lavabile a umido. Una buona accessibilità consente di riconoscere precocemente adesioni, abrasione, danneggiamenti e problemi di tenuta, prima che ne derivi un guasto grave.

Nei granulatori-miscelatori a strato anulare di maggiori dimensioni, smorzatori di vibrazioni ed equilibratura dinamica possono ridurre la sollecitazione meccanica dell'impianto. Per i componenti rotanti sono inoltre utili pezzi di usura premontati o disponibili come moduli sostitutivi, a condizione che la costruzione concreta lo consenta. Determinante è che la strategia di ricambi e sostituzione venga considerata già nella progettazione dell'impianto.

Negli impianti multiprodotto, pulizia e cambio prodotto rappresentano spesso perdite di disponibilità maggiori rispetto alle riparazioni meccaniche. Per questo uno svuotamento residuo esteso, scarichi con pochi spazi morti, una buona accessibilità e un procedimento di pulizia validabile fanno parte della gestione dei fermi. Quanto meno prodotto rimane nel miscelatore, nello scarico o nei punti di tenuta, tanto minore è l'onere di pulizia prima del lotto successivo.

I concetti CIP e WIP automatizzati possono ridurre il lavoro manuale e rendere più pianificabile la durata dei cambi di prodotto. Determinante non è solo un'elevata capacità di lavaggio, ma la copertura riproducibile di tutte le superfici critiche, una sequenza di pulizia tracciabile e un'essiccazione sufficiente prima del lotto successivo. Proprio con allergeni, principi attivi, aromi, coloranti, grassi o prodotti critici dal punto di vista microbiologico, l'efficacia del processo di pulizia deve essere validata per il cambio più sfavorevole.

Il sistema WaterDragon® è previsto per la pulizia a umido automatizzata. Secondo la documentazione di assistenza, lavora con ugelli rotanti, può pulire senza ombre di spruzzatura e immettere grandi quantità d'aria per accelerare la successiva essiccazione. Al termine del programma di pulizia l'ugello di lavaggio esce dalla camera di miscelazione e si chiude in modo ermetico e privo di spazi morti. Ciò può ridurre i lavori di pulizia manuale e il tempo necessario per tornare pronti alla produzione. Se un determinato ciclo CIP o WIP sia sufficiente deve comunque essere validato per il cambio di prodotto critico.

Le prove di pulizia possono avvenire, a seconda del prodotto e del rischio, ad esempio tramite test alla riboflavina, rilevamento della bioluminescenza o test swab. Il metodo adatto dipende dal limite di residuo richiesto, dal rischio di allergeni o principi attivi, dalla matrice del prodotto e dalle disposizioni normative.

Un concetto di ricambi riduce il tempo tra il rilevamento del guasto e la ripartenza. Non ogni ricambio deve trovarsi in loco. Determinante è un'analisi di criticità basata su probabilità di guasto, tempo di consegna, durata della sostituzione, influenza sulla sicurezza, qualità del prodotto e costi di un fermo.

I pezzi immediatamente critici dovrebbero essere disponibili direttamente presso il gestore o come scorta in conto deposito. Possono rientrarvi, in modo specifico per prodotto e impianto, guarnizioni, cuscinetti, sensori, elementi filtranti, componenti rilevanti per la sicurezza, tecnica di azionamento o specifici componenti di scarico. I pezzi critici per la produzione possono essere disponibili in un magazzino regionale con tempo di consegna vincolante. I componenti standard con tempi di approvvigionamento brevi possono essere riforniti tramite la logistica abituale.

amixon® descrive un magazzino di pezzi di usura ben assortito a Paderborn, oltre a scorte aggiuntive presso i centri di assistenza in Giappone e negli Stati Uniti. I tecnici di assistenza possono portare con sé, per precauzione, pezzi di usura e materiali di consumo in occasione di interventi pianificati, dopo che lo stato dell'impianto è stato rilevato ed è stato redatto un elenco concreto di attività. Ciò riduce il rischio che una manutenzione pianificata duri più a lungo del previsto per mancanza di pezzi.

Per i sistemi di controllo, l'HMI, i convertitori di frequenza, l'hardware di comunicazione e altri componenti elettronici è necessaria una gestione dell'obsolescenza. Dismissioni, tipi sostitutivi compatibili, versioni software, kit di retrofit e percorsi di migrazione pianificati dovrebbero essere noti prima che un componente non più disponibile diventi un collo di bottiglia. Una modernizzazione del controllo può in tal caso non solo ridurre i rischi legati ai ricambi, ma anche migliorare diagnosi, visualizzazione e integrazione in sistemi sovraordinati. Secondo la documentazione di assistenza, amixon® offre supporto per la modernizzazione e l'automazione dei sistemi di controllo, nonché per la loro integrazione nei sistemi di gestione di processo.

Un supporto remoto sicuro può accorciare il tempo di diagnosi e rendere gli interventi in loco più mirati. Se i dati di PLC, HMI, azionamento e processo sono disponibili in modo strutturato, un partner di assistenza può analizzare, prima di un intervento, lo storico degli allarmi, la coppia, i tempi di funzionamento, i valori di processo e gli stati di controllo. Ciò consente di stabilire meglio se sia necessaria un'azione dell'operatore, un adeguamento entro la finestra di processo autorizzata, una sostituzione di ricambio o uno specialista in loco.

Il supporto remoto deve tuttavia essere strutturato secondo un concetto OT sicuro. Un collegamento remoto non deve essere realizzato come collegamento diretto aperto al PLC o alla rete di produzione. Il BSI raccomanda per la manutenzione remota industriale reti segmentate, DMZ o piattaforme di manutenzione remota protette, crittografia, account individuali, autenticazione multifattore, diritti basati sui ruoli, abilitazioni del gestore limitate nel tempo e log di audit completi. L'accesso dovrebbe essere disattivato nuovamente al termine della manutenzione.

Il supporto remoto non sostituisce l'autorizzazione locale per la protezione del lavoro, l'isolamento dell'energia o i dispositivi di protezione individuale. Può però ridurre il Mean Time To Repair, perché lo specialista giusto arriva preparato presso l'impianto con la documentazione corretta e il pacchetto di ricambi adeguato. Per i casi acuti amixon® descrive anche interventi d'emergenza con supporto rapido in loco, secondo quanto dichiarato, se necessario anche nei giorni festivi e domenicali. Tali prestazioni dovrebbero essere concretizzate per contratto quanto a tempo di reazione, copertura regionale, accesso ai ricambi, costi ed escalation.

Gli operatori sono le prime persone a percepire i cambiamenti nell'impianto. Un approccio orientato al TPM con manutenzione autonoma può quindi ridurre i fermi, se compiti, limiti di competenza e autorizzazioni sono regolati chiaramente. Gli operatori possono, ad esempio, controllare quotidianamente perdite, rumori insoliti, vibrazioni, adesioni di prodotto, alimentazione dell'aria compressa, stato delle porte di ispezione e degli organi di scarico, nonché danni visibili. Documentano gli scostamenti ed effettuano l'escalation tempestivamente.

Il personale del gestore deve sapere quali misure può eseguire autonomamente e quali lavori sono riservati alla manutenzione. Compiti di pulizia, controllo visivo e semplice cura possono essere sensati nell'ambito dell'automanutenzione. Gli interventi su sistemi elettrici, funzioni di sicurezza, azionamenti rotanti, componenti in pressione o sottovuoto, nonché le modifiche ai parametri del PLC, possono essere eseguiti solo da personale adeguatamente qualificato e autorizzato.

Secondo la documentazione di assistenza, amixon® offre formazioni, checklist, verifiche di sicurezza e istruzioni. La formazione può svolgersi a Paderborn o presso la sede del gestore. L'obiettivo è che operatori e addetti alla manutenzione utilizzino l'impianto in sicurezza, segnalino i guasti in modo strutturato, padroneggino i compiti di automanutenzione definiti e riconoscano precocemente gli scostamenti di processo.

Il fermo non termina con la sostituzione di un componente o l'azzeramento di una segnalazione di errore. Prima di riprendere la produzione occorre verificare che l'impianto lavori in sicurezza e in grado di garantire la qualità. A ciò appartengono, a seconda del processo, le funzioni di protezione, la tenuta, i parametri di processo, la velocità di rotazione, il tempo di miscelazione, la precisione di dosaggio, lo stato di pulizia, la documentazione dei lotti ed eventualmente un nuovo controllo qualità del primo prodotto.

In caso di modifiche di prodotto, nuove ricette, portate più elevate o retrofit, può essere utile una prova nel centro prove con il prodotto originale. In questo modo è possibile verificare in condizioni controllate parametri di processo, strategie di pulizia, utensili di miscelazione o aggiunte di liquido, prima che le modifiche compromettano la produzione in corso.